ES2660123T3 - System for temperature control of electronic or optoelectronic components or subgroups - Google Patents
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Abstract
Sistema para el control de temperatura de componentes o subgrupos electrónicos u optoelectrónicos, en el que un fluido de control de temperatura fluye para el control de temperatura a través de un elemento intercambiador de calor, en el que: el elemento intercambiador de calor (1) está configurado como un cuerpo metálico de poro abierto y al menos una superficie del cuerpo, que está orientada en la dirección al menos de un componente electrónico u optoelectrónico (2) o un subgrupo semejante, está configurada de forma estanca a fluidos o está provista de un revestimiento estanco para el fluido de control de temperatura, y sensores, actuadores o conexiones eléctricamente conductoras están presentes integrados dentro del sistema; caracterizado porque al menos un componente electrónico u optoelectrónico (2) forma un elemento cobertor (13) o está fijado en un elemento cobertor (13) y a través del elemento intercambiador de calor, partiendo de la superficie en la que está dispuesto al menos un componente electrónico u optoelectrónico (2), hasta la superficie opuesta a esta superficie está presente al menos un elemento de rigidización (11), que es hueco interiormente y está conectado con el elemento cobertor (13).System for temperature control of electronic or optoelectronic components or subgroups, in which a temperature control fluid flows for temperature control through a heat exchanger element, in which: the heat exchanger element (1) it is configured as an open pore metal body and at least one surface of the body, which is oriented in the direction of at least one electronic or optoelectronic component (2) or a similar subgroup, is fluid tightly configured or is provided with a tight coating for the temperature control fluid, and electrically conductive sensors, actuators or connections are present integrated within the system; characterized in that at least one electronic or optoelectronic component (2) forms a cover element (13) or is fixed in a cover element (13) and through the heat exchanger element, starting from the surface on which at least one component is arranged electronic or optoelectronic (2), at least one stiffening element (11) is present at the surface opposite to this surface, which is hollow internally and is connected to the cover element (13).
Description
55
1010
15fifteen
20twenty
2525
3030
3535
4040
45Four. Five
50fifty
5555
6060
6565
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema para el control de temperatura de componentes o subgrupos electrónicos u optoelectrónicosSystem for temperature control of electronic or optoelectronic components or subgroups
La invención se refiere a un sistema para el control de temperatura de componentes o subgrupos electrónicos u optoelectrónicos. En el caso de los componentes electrónicos u optoelectrónicos se trata preferiblemente de elementos emisores de radiación electromagnética o sensibles a esta radiación, tal y como son por ejemplo los diodos emisores de luz (los LED u OLED), fotodetectores o elementos fotovoltaicos. En particular es razonable un uso cuando estos componentes presentan un rendimiento mejorado dentro de un rango de temperaturas que se debería respetar o cuando la potencia de pérdidas de los elementos es tan alta que existe un peligro de una temperatura de transición que actúa de forma destructiva.The invention relates to a system for temperature control of electronic or optoelectronic components or subgroups. In the case of electronic or optoelectronic components, they are preferably electromagnetic radiation emitting elements or sensitive to this radiation, such as light emitting diodes (LEDs or OLEDs), photodetectors or photovoltaic elements. In particular, a use is reasonable when these components have improved performance within a range of temperatures that should be respected or when the loss power of the elements is so high that there is a danger of a transition temperature that acts destructively.
Predominantemente se requiere una refrigeración en el caso de control de temperatura. Así en los LED de alta potencia usados y desarrollados en el pasado reciente es tal que estos se calientan considerablemente durante el funcionamiento, lo que conduce a una reducción del rendimiento efectivo.Refrigeration is predominantly required in the case of temperature control. Thus, in the high-power LEDs used and developed in the recent past, it is such that they heat up considerably during operation, which leads to a reduction in effective performance.
Se comporta de forma similar en el caso de los componentes fotovoltaicos que se pueden calentar muy intensamente a causa de una radiación solar elevada. De este modo se pueden producir deterioros o una limitación de la vida útil o duración de estas instalaciones, de modo que también se requiere aquí una refrigeración como una forma de control de temperatura.It behaves similarly in the case of photovoltaic components that can be heated very intensely due to high solar radiation. This can lead to deterioration or a limitation of the life or duration of these installations, so cooling is also required here as a form of temperature control.
En otros casos se puede requerir realizar un calentamiento a una temperatura de funcionamiento determinada, requerida o favorable.In other cases it may be necessary to perform a heating at a certain, required or favorable operating temperature.
Habitualmente para tales controles de temperatura se usa un fluido de temperatura, que puede ser gaseoso o líquido. En general esto es por motivos de costes de aire o agua. A este respecto, la transferencia de calor se realiza desde una superficie hacia el fluido correspondiente, mientras que el fluido fluye a lo largo de la superficie. Aun cuando se realiza un flujo turbulento, aquí se ponen límites. Además, la transferencia de calor se realiza de forma proporcional a la superficie útil correspondiente a lo largo de la que puede fluir el fluido correspondiente. Aquí se ponen límites en las soluciones técnicas conocidas. En el caso de grandes superficies utilizables se requiere un gran volumen y de este modo también se aumenta la masa.Usually for such temperature controls a temperature fluid is used, which can be gaseous or liquid. In general this is for reasons of air or water costs. In this regard, heat transfer is carried out from a surface to the corresponding fluid, while the fluid flows along the surface. Even when turbulent flow is performed, limits are set here. In addition, heat transfer is carried out proportionally to the corresponding useful surface along which the corresponding fluid can flow. Here limits are placed on known technical solutions. In the case of large usable surfaces a large volume is required and in this way the mass is also increased.
Así el documento US 2010/0328888 se refiere a un sistema de refrigeración que usa una espuma metálica a través de la que fluye un refrigerante. A este respecto, un refrigerante comprimido se debe conducir a través de tuberías hacia toberas y allí incidir sobre una superficie a refrigerar. A continuación el refrigerante expandido se evapora y se evacua como vapor a través de la espuma metálica.Thus, US 2010/0328888 refers to a refrigeration system that uses a metal foam through which a refrigerant flows. In this regard, a compressed coolant must be conducted through pipes to nozzles and there to influence a surface to be cooled. Then the expanded refrigerant evaporates and is evacuated as vapor through the metal foam.
El documento EP 0559092 se refiere igualmente al uso de una espuma metálica con finalidades de refrigeración.EP 0559092 also refers to the use of a metallic foam for cooling purposes.
Del documento US 2003/0230401 se puede deducir solo el uso general de un sensor de temperatura para la regulación.From document US 2003/0230401 only the general use of a temperature sensor for regulation can be deduced.
Una pieza para la refrigeración por vapor de elementos electrónicos se describe en el documento GB 2.404.009 AA part for steam cooling of electronic elements is described in GB 2,404,009 A
El documento DE 103 52 711 A1 se refiere a una placa de circuitos impresos que se puede refrigerar mediante espuma metálica.Document DE 103 52 711 A1 refers to a printed circuit board that can be cooled by metallic foam.
En el documento US 2005/0111188 A1 se da a conocer un sistema de gestión de la temperatura para circuitos integrados.A temperature management system for integrated circuits is disclosed in US 2005/0111188 A1.
El documento US 6.016.007 B se refiere a una refrigeración para elementos electrónicos.US 6,016,007 B refers to refrigeration for electronic elements.
Por ello el objetivo de la invención es poner a disposición un sistema para el control de temperatura, con el que se pueda conseguir de forma efectiva un control de temperatura, que requiera un coste de fabricación bajo y que presente una masa propia reducida y volumen constructivo requerido bajo.Therefore, the objective of the invention is to make available a system for temperature control, with which a temperature control can be effectively achieved, which requires a low manufacturing cost and has a reduced own mass and construction volume required low.
Según la invención este objetivo se consigue con un sistema que presenta las características de la reivindicación 1. Configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención se pueden implementar con las características designadas en las reivindicaciones subordinadas.According to the invention, this objective is achieved with a system having the characteristics of claim 1. Advantageous configurations and improvements of the invention can be implemented with the characteristics designated in the dependent claims.
Un sistema según la invención presenta un elemento intercambiador de calor, que se puede atravesar por un fluido de control de temperatura. A este respecto, el elemento intercambiador de calor está configurado como un cuerpo metálico de poro abierto, en el que al menos una superficie del cuerpo, la cual está orientada en la dirección al menos de un componente electrónico u optoelectrónico o un subgrupo semejante, está configurada de forma estanca a líquidos o está provista de un revestimiento estanco para el fluido de control de temperatura.A system according to the invention has a heat exchanger element, which can be traversed by a temperature control fluid. In this regard, the heat exchanger element is configured as an open pore metal body, in which at least one surface of the body, which is oriented in the direction of at least one electronic or optoelectronic component or a similar subgroup, is configured tightly to liquids or is provided with a waterproof coating for the temperature control fluid.
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El elemento intercambiador de calor debería presentar una porosidad de al menos el 70%, preferiblemente al menos el 90% y/o tamaños de poro en el rango de 300 pm a 700 pm. De este modo se puede garantizar una capacidad de paso suficiente del fluido de control de temperatura. Además, está a disposición una superficie aumentada para la transferencia de calor hacia el fluido de control de temperatura durante una refrigeración o del fluido de control de temperatura durante un calentamiento. A este respecto, el elemento intercambiador de calor es además un buen conductor de calor, de modo que se puede aprovechar una buena transferencia de calor en la dirección del gradiente de temperatura correspondiente a través del material metálico del que está formado el elemento intercambiador de calor.The heat exchanger element should have a porosity of at least 70%, preferably at least 90% and / or pore sizes in the range of 300 pm to 700 pm. In this way a sufficient capacity of the temperature control fluid can be guaranteed. In addition, an enlarged surface for heat transfer to the temperature control fluid during a cooling or of the temperature control fluid during a heating is available. In this regard, the heat exchanger element is also a good heat conductor, so that a good heat transfer in the direction of the corresponding temperature gradient can be utilized through the metallic material from which the heat exchanger element is formed .
Debido a las cavidades relativamente grandes dentro del elemento intercambiador de calor es relativamente baja su masa propia.Due to the relatively large cavities within the heat exchanger element its own mass is relatively low.
Preferiblemente el elemento intercambiador de calor está formado por una espuma metálica. Pero también puede estar formado con varios cuerpos metálicos, preferiblemente cuerpos huecos, que están recibidos a granel dentro de una carcasa o conectados entre sí por adherencia de materiales.Preferably the heat exchanger element is formed by a metallic foam. But it can also be formed with several metal bodies, preferably hollow bodies, which are received in bulk within a housing or connected to each other by adhesion of materials.
En ambos casos con masa propia baja también se puede conseguir una resistencia mecánica relativamente elevada, de modo que un elemento intercambiador de calor también puede ejercer una función portante. Además, tiene un efecto de insonorización, lo que también es o puede ser ventajoso.In both cases with low own mass, a relatively high mechanical resistance can also be achieved, so that a heat exchanger element can also exert a bearing function. In addition, it has a soundproofing effect, which is also or can be advantageous.
Un elemento intercambiador de calor metálico semejante se puede fabricar en solo una o muy pocas etapas del procedimiento en las más distintas formas geométricas o dimensionados a solas mediante los procedimientos de fabricación utilizables. A este respecto se puede obtener la forma sin requerir un procesamiento posterior mecánico.A similar metallic heat exchanger element can be manufactured in only one or very few stages of the process in the most different geometric shapes or dimensioned alone by the usable manufacturing procedures. In this respect, the form can be obtained without requiring further mechanical processing.
Una espuma metálica se puede fabricar de modo y manera conocidos en sí por metalurgia en polvo. A este respecto, un cuerpo de espuma polimérico de poro abierto se reviste en su superficie con un polvo metálico y un aglutinante en forma de una suspensión. En el caso de un tratamiento térmico se retiran en primer lugar los componentes orgánicos, preferiblemente por pirólisis, y a continuación con temperaturas más altas se realiza una sinterización de modo que se puede obtener un cuerpo de espuma metálico. Se puede influir de forma dirigida en su porosidad y tamaño de grano con el cuerpo de espuma polimérico usado y el polvo metálico correspondiente, en lo que se refiere a su composición química y tamaño de partículas.A metallic foam can be manufactured in a manner and manner known per se by powder metallurgy. In this regard, an open pore polymer foam body is coated on its surface with a metal powder and a binder in the form of a suspension. In the case of a heat treatment, the organic components are removed first, preferably by pyrolysis, and then at higher temperatures sintering is performed so that a metal foam body can be obtained. Its porosity and grain size can be influenced in a directed manner with the polymeric foam body used and the corresponding metallic powder, in terms of its chemical composition and particle size.
Si un elemento intercambiador de calor se forma con cuerpos, se deberían usar cuerpos esféricos debido a la superficie correspondientemente grande. Los cuerpos huecos pueden formar el elemento intercambiador de calor debido a su construcción ligera deseada. Por el estado de la técnica se conocen posibilidades para la fabricación de cuerpos huecos semejantes.If a heat exchanger element is formed with bodies, spherical bodies should be used due to the correspondingly large surface. The hollow bodies can form the heat exchanger element due to its desired light construction. Possibilities for the manufacture of similar hollow bodies are known from the prior art.
Los cuerpos pueden estar conectados entre sí por adherencia de materiales, lo que se puede conseguir mediante pegado, soldadura o sinterizado entre sí. Así también se puede conservar una geometría y dimensionado determinado.The bodies can be connected to each other by adhesion of materials, which can be achieved by gluing, welding or sintering each other. Thus, a certain geometry and dimensioning can also be preserved.
Los cuerpos pueden presentar las mismas dimensiones exteriores. Pero también existe la posibilidad de usar cuerpos con dimensiones exteriores diferentes.The bodies can have the same exterior dimensions. But there is also the possibility of using bodies with different exterior dimensions.
También se puede usar una influencia en la porosidad y/o el tamaño de grano dentro del volumen. Así la porosidad y/o tamaño de grano se puede aumentar de forma sucesiva o continua partiendo del lado del elemento intercambiador de calor, que señala en la dirección hacia los componentes electrónicos u optoelectrónicos a controlar la temperatura, cuando cuerpos dimensionados diferentemente en sus dimensiones exteriores se disponen correspondientemente dentro del volumen del elemento intercambiador de calor. Pero esto también es posible con una espuma metálica. En el caso de una espuma metálica se puede conseguir un aumento sucesivo mediante disposición una sobre otras de diferentes espumas metálicas. En el caso de un aumento continuo se puede usar un cuerpo de espuma polimérico configurado correspondientemente como producto primario.An influence on porosity and / or grain size within the volume can also be used. Thus the porosity and / or grain size can be increased successively or continuously starting from the side of the heat exchanger element, which points in the direction towards the electronic or optoelectronic components to control the temperature, when bodies sized differently in their external dimensions they are disposed correspondingly within the volume of the heat exchanger element. But this is also possible with a metallic foam. In the case of a metallic foam, a successive increase can be achieved by arrangement one over another of different metal foams. In the case of a continuous increase, a polymeric foam body correspondingly configured as a primary product can be used.
En el caso de una porosidad y/o tamaño de grano así modificado, en la región cerca del al menos un componente a controlar la temperatura es mayor la fracción de metal dentro del volumen que el volumen hueco a través del que puede fluir el fluido de control de temperatura. De este modo se puede usar mejor la conducción de calor mejorada del metal.In the case of a porosity and / or grain size thus modified, in the region near the at least one component to control the temperature, the metal fraction within the volume is greater than the hollow volume through which the flow fluid can flow. temperature control. In this way the improved heat conduction of the metal can be better used.
Pero un aumento correspondiente de la porosidad y/o tamaños de grano también se puede seleccionar solo o adicionalmente en o en sentido contrario a la dirección del flujo del fluido de control de temperatura a través del elemento intercambiador de calor. De este modo se puede influir de forma definida localmente en el tiempo de permanencia del fluido de control de temperatura y a este respecto también la transferencia de calor entre el fluido de control de temperatura y el metal durante el paso dentro del volumen.But a corresponding increase in porosity and / or grain sizes can also be selected alone or additionally in or in the opposite direction to the flow direction of the temperature control fluid through the heat exchanger element. In this way, the time of permanence of the temperature control fluid can be influenced locally and in this respect also the heat transfer between the temperature control fluid and the metal during the passage within the volume.
La superficie estanca a fluidos de un elemento intercambiador de calor se puede configurar directamente durante la fabricación de una espuma metálica por aplicación de polvo correspondientemente reforzado, la colocación de unThe fluid-tight surface of a heat exchanger element can be configured directly during the manufacture of a metal foam by correspondingly reinforced powder application, the placement of a
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elemento delgado en forma de placa de metal, que se puede conectar entre sí con la espuma metálica, por ejemplo, en la sinterización a través de puentes de sinterización.Thin element in the form of a metal plate, which can be connected to the metal foam, for example, in sintering through sintering bridges.
Una capa estanca a fluidos se puede configurar, por ejemplo, con una lámina de soldadura eléctricamente conductora y conocida en sí. A este respecto, una lámina de soldadura se puede colocar sobre la superficie correspondiente del elemento intercambiador de calor y en el caso de una aportación de calor se puede conectar con el elemento intercambiador de calor en un lado así como eventualmente en el otro lado con otro elemento o al menos un componente o un soporte de un componente.A fluid-tight layer can be configured, for example, with an electrically conductive welding sheet and known per se. In this regard, a welding sheet can be placed on the corresponding surface of the heat exchanger element and in the case of a heat input it can be connected with the heat exchanger element on one side as well as eventually on the other side with another element or at least one component or one component support.
Para una capa estanca a fluidos, que no es eléctricamente conductora, se puede usar polvo cerámico, que, como el polvo metálico descrito anteriormente, se aplica en la superficie con un aglutinante y se sinteriza luego de forma estanca. Para la configuración de una capa semejante también se puede usar una soldadura de vidrio, según se usa para la fabricación de células de combustible a alta temperatura ya desde hace mucho tiempo. Una soldadura de vidrio no solo es eléctricamente aislante y estanca para un fluido, también puede ser transparente para la radiación electromagnética.For a fluid-tight layer, which is not electrically conductive, ceramic powder can be used, which, like the metal powder described above, is applied on the surface with a binder and then sintered tightly. For the configuration of such a layer, glass welding can also be used, as used for the manufacture of high temperature fuel cells for a long time. A glass solder is not only electrically insulating and watertight for a fluid, it can also be transparent to electromagnetic radiation.
Para la fabricación de un elemento intercambiador de calor se puede usar como metal Fe, Ni, Al o Cu o una aleación de uno de estos metales. La selección se puede realizar teniendo en cuenta las condiciones de uso. Así existe la posibilidad de prever una optimización en la dirección de la conducción de calor. Pero también se puede alcanzar un compromiso entre capacidad de conducción térmica y resistencia mecánica o resistencia química o a la corrosión. Así, por ejemplo, un elemento intercambiador de calor también puede estar fabricado de un acero.For the manufacture of a heat exchanger element, Fe, Ni, Al or Cu metal or an alloy of one of these metals can be used. The selection can be made taking into account the conditions of use. Thus there is the possibility of providing an optimization in the direction of heat conduction. But a compromise between thermal conduction capacity and mechanical resistance or chemical resistance or corrosion can also be reached. Thus, for example, a heat exchanger element can also be made of a steel.
En la invención existe la posibilidad de rodear al menos la región de la superficie del elemento intercambiador de calor, que no señala en la dirección de componentes electrónicos u optoelectrónicos, por un aislamiento térmico. De este modo se puede reducir el calentamiento hacia fuera en la reducción del entorno y el control de temperatura se consigue así casi exclusivamente mediante el fluido de control de temperatura. Un elemento intercambiador de calor también puede estar recibido en una carcasa, que es transparente preferiblemente para la radiación electromagnética.In the invention there is the possibility of surrounding at least the surface region of the heat exchanger element, which does not point in the direction of electronic or optoelectronic components, by thermal insulation. In this way the heating out can be reduced in the reduction of the environment and the temperature control is thus achieved almost exclusively by means of the temperature control fluid. A heat exchanger element may also be received in a housing, which is preferably transparent for electromagnetic radiation.
Puede estar prevista al menos respectivamente una admisión y una evacuación para un fluido de control de temperatura y/o un sensor de temperatura para una regulación del flujo volumétrico del fluido de control de temperatura que fluye a través del elemento intercambiador de calor. A este respecto, el fluido de control de temperatura puede fluir a través del elemento intercambiador de calor, mientras que en una posición apropiada se mide la temperatura con un sensor de temperatura. Esto se puede realizar, por ejemplo, directamente en una superficie del elemento intercambiador de calor. Con la al menos una señal de medición de temperatura se puede excitar luego una bomba o una válvula, para regular el flujo volumétrico conducido a través del elemento intercambiador de calor del fluido de control de temperatura. El fluido de control de temperatura se puede conducir en el circuito a través de otro intercambiador de calor, en el que se refrigera o también se calienta igualmente a una temperatura apropiada para el control de temperatura.At least one intake and one evacuation for a temperature control fluid and / or a temperature sensor for a volumetric flow regulation of the temperature control fluid flowing through the heat exchanger element can be provided at least respectively. In this regard, the temperature control fluid can flow through the heat exchanger element, while in a suitable position the temperature is measured with a temperature sensor. This can be done, for example, directly on a surface of the heat exchanger element. With the at least one temperature measurement signal, a pump or a valve can then be excited to regulate the volumetric flow conducted through the heat exchanger element of the temperature control fluid. The temperature control fluid can be conducted in the circuit through another heat exchanger, in which it is cooled or also heated to a temperature suitable for temperature control.
En el sistema según la invención existe la posibilidad de efectuar una integración de los más distintos elementos, a fin de proporcionar una estructura compacta, una protección de los elementos frente a las influencias ambientales y exteriores condicionadas por el funcionamiento.In the system according to the invention there is the possibility of integrating the most different elements, in order to provide a compact structure, a protection of the elements against environmental and external influences conditioned by the operation.
En particular cuando un elemento intercambiador de calor está formado por una espuma metálica se puede compensar sin más la influencia de las oscilaciones de temperatura, que conducen a una modificación de las dimensiones exteriores, gracias a una cierta medida pero suficiente de compresibilidad de la espuma metálica, durante un calentamiento.In particular, when a heat exchanger element is formed by a metallic foam, the influence of temperature fluctuations can be compensated, which lead to a modification of the external dimensions, thanks to a certain but sufficient measure of compressibility of the metallic foam. , during a warm up.
Ventajosamente pueden estar presentes integrados sensores, actuadores o conexiones eléctricamente conductoras dentro del sistema. A este respecto, estos elementos pueden estar dispuestos en una región que está formada con cuerpos huecos embebidos en una matriz polimérica. De este modo se pueden realizar geometrías complejas, que también se pueden adaptar a los requerimientos del control de temperatura correspondiente o a los componentes a controlar la temperatura. Así se puede reducir aún más el coste de montaje.Advantageously, electrically conductive sensors, actuators or connections may be present within the system. In this regard, these elements may be arranged in a region that is formed with hollow bodies embedded in a polymer matrix. In this way, complex geometries can be made, which can also be adapted to the requirements of the corresponding temperature control or to the components to control the temperature. This can reduce the assembly cost even further.
A este respecto pueden estar dispuestas, por ejemplo, líneas de conexión para medios, señales de medición o suministro de energía, como los más diferentes sensores en la invención.In this regard, for example, connection lines for media, measurement signals or power supply, such as the most different sensors in the invention, may be arranged.
Así existe la posibilidad, por ejemplo, de integrar un sensor óptico, que está formado con al menos una fibra óptica, una fuente de luz y un detector. La luz conducida a través de la fibra óptica se puede influir a través de influencias externas y esta modificación se puede detectar y evaluar con el detector. Una influencia externa puede conducir a este respecto a la destrucción de la fibra óptica o a una flexión, lo que provoca de nuevo una señal de medición modificada en el detector, que se puede evaluar y usar. Así se puede tener en cuenta, por ejemplo, una flexión de la fibra óptica, preferiblemente cuando esta está configurada como fibra, que se puede producir por influencias externas, pero también en el caso de temperaturas variables. Esto se puede usar para una desconexión de emergencia o una regulación del control de temperatura.Thus there is the possibility, for example, of integrating an optical sensor, which is formed with at least one optical fiber, a light source and a detector. The light conducted through the optical fiber can be influenced through external influences and this modification can be detected and evaluated with the detector. An external influence can lead in this respect to the destruction of the optical fiber or to a flexion, which again causes a modified measurement signal in the detector, which can be evaluated and used. Thus, for example, a flexion of the optical fiber can be taken into account, preferably when it is configured as a fiber, which can be produced by external influences, but also in the case of variable temperatures. This can be used for emergency shutdown or temperature control regulation.
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Además, en la invención existe la posibilidad de elevar la resistencia mecánica y estabilidad del sistema de manera sencilla y de forma económica. Para ello, sobre/en el elemento intercambiador de calor, un elemento aislante térmico, una carcasa y/o una región que está formada con cuerpos huecos embebidos, pueden estar dispuestos elementos de refuerzo, preferiblemente en forma de textiles o barras. A este respecto, los textiles pueden estar fabricados como esteras en forma de tejidos, géneros de punto o estructuras de fibras configuradas de otra forma de diferentes materiales, como por ejemplo fibras de vidrio. Las barras se pueden disponer para un refuerzo, de forma orientada en una o varias direcciones de preferencia.In addition, in the invention there is the possibility of raising the mechanical strength and stability of the system simply and economically. For this, on / in the heat exchanger element, a thermal insulating element, a housing and / or a region that is formed with embedded hollow bodies, reinforcing elements may be arranged, preferably in the form of textiles or bars. In this regard, textiles can be manufactured as mats in the form of fabrics, knitwear or fiber structures configured in a different way from different materials, such as glass fibers. The bars can be arranged for reinforcement, oriented in one or more preferred directions.
En el sistema según la invención es especialmente preferible que al menos un componente electrónico u optoelectrónico esté dispuesto directamente sobre la superficie del elemento intercambiador de calor o del revestimiento estanco para el fluido de control de temperatura. De este modo se puede mejorar claramente el control de temperatura deseado, dado que son especialmente favorables así las relaciones para la conducción de calor. Una disposición semejante se ofrece, por ejemplo, en el caso de componentes electrónicos u optoelectrónicos, que son especialmente sensibles a la temperatura durante su funcionamiento y no deben sobrepasar o quedar por debajo de una temperatura máxima o mínima determinada. Esto se refiere por ejemplo a los LED de alta potencia. A este respecto se pueden evitar así los puentes térmicos mencionados o reducirse su efecto.In the system according to the invention it is especially preferable that at least one electronic or optoelectronic component is arranged directly on the surface of the heat exchanger element or of the watertight coating for the temperature control fluid. In this way, the desired temperature control can be clearly improved, since the heat conduction ratios are especially favorable. A similar arrangement is offered, for example, in the case of electronic or optoelectronic components, which are especially sensitive to temperature during operation and must not exceed or fall below a certain maximum or minimum temperature. This refers for example to high power LEDs. In this regard, the abovementioned thermal bridges can be avoided or their effect reduced.
En la invención también existe la posibilidad ventajosa de disponer o fijar allí en el elemento intercambiador de calor o la carcasa para el elemento intercambiador de calor un transformador eléctrico (fuente de alimentación) o un rectificador, de modo que un transformador/rectificador se puede atemperar igualmente con el elemento intercambiador de calor.In the invention there is also the advantageous possibility of arranging or fixing an electric transformer (power supply) or a rectifier in the heat exchanger element or the housing for the heat exchanger element, so that a transformer / rectifier can be tempered also with the heat exchanger element.
En muchos casos de aplicación puede ser ventajoso integrar en el elemento intercambiador de calor al menos un elemento de conducción de flujo para el fluido de control de temperatura. Con este o estos elementos de conducción de flujo se puede influir en el trayecto que recorre el fluido de control de temperatura en el trayecto desde su admisión hasta su evacuación. A este respecto, el flujo del fluido de control de temperatura puede tener en cuenta la disposición de los componentes electrónicos u optoelectrónicos.In many cases of application it may be advantageous to integrate at least one flow conduction element for the temperature control fluid into the heat exchanger element. With this or these flow conduction elements, the path of the temperature control fluid in the path from its admission to its evacuation can be influenced. In this respect, the flow of the temperature control fluid may take into account the arrangement of the electronic or optoelectronic components.
La disposición y configuración de los elementos de conducción de flujo en el elemento intercambiador de calor también debería tener en cuenta la disposición de componentes electrónicos u optoelectrónicos. En estas regiones no se debería provocar ningún efecto de puente térmico y, por ejemplo, estar dispuesto a una distancia respecto a un componente electrónico u optoelectrónico. Los elementos de conducción de flujo también pueden estar formados por un material con baja conductividad térmica, por ejemplo cerámica.The arrangement and configuration of the flow conduction elements in the heat exchanger element should also take into account the arrangement of electronic or optoelectronic components. In these regions, no thermal bridge effect should be caused and, for example, be arranged at a distance from an electronic or optoelectronic component. The flow conduction elements can also be formed by a material with low thermal conductivity, for example ceramic.
Para el fluido de control de temperatura pueden representar una barrera por regiones y así influir de forma dirigida en su dirección del flujo. A este respecto también se puede conseguir un trayecto prolongado respecto a la distancia entre la admisión y evacuación, que debe recorrer el fluido de control de temperatura dentro del elemento intercambiador de calor. De este modo existe además la posibilidad de elevar el tiempo de permanencia del fluido de control de temperatura en regiones críticas, de modo que el fluido de control de temperatura puede absorber allí más calor o entregarlo durante una refrigeración. El uso de elementos de conducción de flujo se ofrece especialmente en los elementos intercambiadores de calor, que están configurados como espuma metálica.For the temperature control fluid they can represent a barrier by regions and thus influence in a directed way in their direction of flow. In this regard, a prolonged path can also be achieved with respect to the distance between the intake and evacuation, which the temperature control fluid must travel within the heat exchanger element. In this way there is also the possibility of increasing the residence time of the temperature control fluid in critical regions, so that the temperature control fluid can absorb more heat there or deliver it during cooling. The use of flow conduction elements is especially offered in heat exchanger elements, which are configured as metallic foam.
A este respecto, los elementos de conducción de flujo no deberían presentar puentes térmicos respecto a un elemento cobertor, una región estanca a fluidos o un revestimiento semejante. Pueden estar dimensionados correspondientemente y estar conducidos, por ejemplo, de un lado del elemento intercambiador de calor en la dirección del lado opuesto y a este respecto presentar una longitud que no llega hasta un elemento cobertor, una región estanca a fluidos o un revestimiento semejante.In this respect, the flow conduction elements should not have thermal bridges with respect to a cover element, a fluid-tight region or a similar coating. They may be correspondingly sized and be driven, for example, from one side of the heat exchanger element in the direction of the opposite side and in this respect have a length that does not reach a cover element, a fluid-tight region or a similar coating.
Los elementos de conducción de flujo pueden estar dispuestos de modo que se influye en el trayecto que recorre el fluido de control de temperatura y este no es el trayecto más corto entre la admisión y evacuación.The flow conduction elements may be arranged so that the path that the temperature control fluid travels is influenced and this is not the shortest path between the intake and evacuation.
De este modo se puede usar, mejorar todavía más la homogeneidad mejorada por tanto respecto al estado de la técnica de la distribución de temperaturas sobre toda la superficie del elemento intercambiador de calor, que se puede usar para el control de temperatura.In this way it can be used, further improving the homogeneity improved therefore with respect to the state of the art of temperature distribution over the entire surface of the heat exchanger element, which can be used for temperature control.
También existe la posibilidad de que al menos un componente electrónico u optoelectrónico forme un elemento cobertor o esté fijado en un elemento cobertor. Un elemento cobertor puede descansar o estar dispuesto allí luego directamente sobre una superficie del elemento intercambiador de calor.There is also the possibility that at least one electronic or optoelectronic component forms a cover element or is fixed on a cover element. A cover element may then rest or be arranged there directly on a surface of the heat exchanger element.
Un elemento cobertor se puede conectar con una carcasa o el elemento intercambiador de calor. Para ello se ofrecen un procedimiento de soldadura, una conexión de soldadura, de pegado o roscada. En cualquier caso se debería realizar un pequeño aporte de calor en el establecimiento de la conexión. Así se puede configurar una conexión de soldadura mediante la soldadura láser y una conexión de soldadura con una soldadura de baja fusión. El aporte de calor debería ser tan pequeño que el o los elementos electrónicos u optoelectrónicos no se menoscaben.A cover element can be connected to a housing or the heat exchanger element. For this purpose, a welding procedure, a welding, bonding or threaded connection are offered. In any case, a small amount of heat should be made when establishing the connection. Thus, a welding connection can be configured using laser welding and a welding connection with a low fusion weld. The heat input should be so small that the electronic or optoelectronic elements or elements are not impaired.
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Dado que para las distintas aplicaciones se puede requerir poder tener en cuenta grandes diferencias de temperatura y en particular evacuar grandes cantidades de calor, se puede requerir conducir un fluido de control de temperatura con flujo volumétrico elevado y que está bajo presión elevada, pudiendo producirse presiones de aprox. 6 bares, a través del elemento intercambiador de calor. Para ello un elemento cobertor, una región estanca a fluidos o un revestimiento semejante debería presentar una rigidez correspondiente. Esto se puede conseguir, por ejemplo, según se describe a continuación todavía, mediante al menos un elemento de rigidización.Since for different applications it may be necessary to be able to take into account large temperature differences and in particular to evacuate large amounts of heat, it may be necessary to conduct a temperature control fluid with high volumetric flow and that is under high pressure, and pressures may occur of approx. 6 bars, through the heat exchanger element. For this, a cover element, a fluid-tight region or a similar coating should have a corresponding stiffness. This can be achieved, for example, as described below, by at least one stiffening element.
En particular con grandes caudales volumétricos o elevadas presiones, con los que se conduce el fluido de control de temperatura a través del elemento intercambiador de calor, puede ser ventajoso que se conduzca al menos un elemento de rigidización a través del elemento intercambiador de calor, partiendo de la superficie en la que está dispuesto al menos un componente electrónico u optoelectrónico, hasta la superficie opuesta a esta superficie. Uno o varios elemento(s) de rigidización puede(n) ser huecos interiormente. Así, por ejemplo, se puede conducir a través de un elemento de rigidización tubular una conexión eléctrica o electrónicamente conductora a través del elemento intercambiador de calor. También es favorable que el o los elementos de rigidización estén conectados con el elemento cobertor. A este respecto, la conexión puede ser preferiblemente en arrastre de fuerza y/o de forma, por lo que no se debe incorporar calor. Así por ejemplo, se puede usar un elemento de rigidización que se ensancha durante el montaje en al menos un lado frontal, de modo que se puede establecer una conexión de apriete.In particular with high volumetric flow rates or high pressures, with which the temperature control fluid is conducted through the heat exchanger element, it can be advantageous that at least one stiffening element is conducted through the heat exchanger element, starting from the surface on which at least one electronic or optoelectronic component is arranged, to the surface opposite this surface. One or more stiffening element (s) may be internally hollow. Thus, for example, an electrically or electronically conductive connection through the heat exchanger element can be conducted through a tubular stiffening element. It is also favorable that the stiffening element (s) be connected to the cover element. In this regard, the connection may preferably be in force and / or shape drag, so that no heat should be incorporated. Thus, for example, a stiffening element that widens during mounting on at least one front side can be used, so that a tightening connection can be established.
Como fluido de control de temperatura se pueden usar, por ejemplo, agua, aire, un gas, glicol o una mezcla de ellos.As a temperature control fluid, for example, water, air, a gas, glycol or a mixture thereof can be used.
Además, existe la posibilidad de prever al menos un elemento de fijación para la orientación o ajuste de componentes electrónicos u optoelectrónicos. Uno o varios elementos de fijación pueden estar fijados en una carcasa. Por consiguiente se puede orientar al menos un elemento electrónico u optoelectrónico solo o conjuntamente como unidad con el elemento intercambiador de calor en una dirección deseada, de modo que es posible, por ejemplo, un ajuste en una posición horizontal o la regulación de un ángulo de inclinación deseado. Para ello al menos un elemento de fijación debería estar configurado de modo que se puede conseguir una capacidad de regulación en altura. Esto se puede conseguir, por ejemplo, mediante el giro dirigido de una excéntrica. El al menos un elemento electrónico u optoelectrónico puede descansar luego solo o conjuntamente con el elemento intercambiador de calor sobre al menos dos soportes rígidos.In addition, there is the possibility of providing at least one fixing element for the orientation or adjustment of electronic or optoelectronic components. One or more fasteners may be fixed in a housing. Therefore, at least one electronic or optoelectronic element can be oriented alone or together as a unit with the heat exchanger element in a desired direction, so that it is possible, for example, to adjust in a horizontal position or to regulate an angle of Desired inclination For this, at least one fixing element should be configured so that a height adjustment capacity can be achieved. This can be achieved, for example, by the directed rotation of an eccentric. The at least one electronic or optoelectronic element can then rest alone or together with the heat exchanger element on at least two rigid supports.
El un elemento de fijación o varios elementos de fijación o soportes deberían estar dispuestos distribuidos a distancias angulares iguales a lo largo de la periferia o el borde exterior.The one fixing element or several fixing elements or supports should be arranged distributed at equal angular distances along the periphery or the outer edge.
Un sistema según la invención se puede configurar de forma autoportante y en construcción ligera. Durante el uso y a este respecto también en el caso de temperaturas variables no se produce al menos casi ningún estiraje.A system according to the invention can be configured self-supporting and in light construction. During use and in this respect also in the case of variable temperatures there is at least almost no stretching.
Existe la posibilidad de recibir componentes, como por ejemplo sensores, actuadores, componentes eléctricos o elementos o componentes utilizables para la comunicación en forma embebida de forma segura y protegida.There is the possibility of receiving components, such as sensors, actuators, electrical components or elements or components that can be used for communication in embedded form in a safe and secure way.
Se puede conseguir una protección mejorada frente a influencias ambientales o del entorno, como tiempo, corrosión y ataque mecánico.Improved protection against environmental or environmental influences such as weather, corrosion and mechanical attack can be achieved.
Igualmente se puede realizar una adaptación sencilla a relaciones geométricas exteriores para una instalación o montaje en instalaciones o componentes, a fin de posibilitar un uso óptimo del espacio.Likewise, a simple adaptation to external geometric relationships can be carried out for an installation or assembly in installations or components, in order to allow an optimal use of the space.
Para o después de un montaje ya no se requiere un procesamiento posterior mecánico en el sistema o componentes individuales del sistema, como por ejemplo la carcasa, el aislamiento térmico o también del elemento intercambiador de calor.For or after assembly, no further mechanical processing is required in the system or individual system components, such as the housing, the thermal insulation or also the heat exchanger element.
Además, existe la posibilidad de combinar entre sí o uno con otro uno o varios sistema(s) según la invención con otros sistemas o componentes de instalaciones configurados diferentemente o varios sistemas iguales o similares según la invención.In addition, there is the possibility of combining one or more system (s) according to the invention with each other or with other systems or components of differently configured installations or several identical or similar systems according to the invention.
A continuación la invención se debe explicar más en detalle a modo ejemplo.Next, the invention should be explained in more detail by way of example.
A este respecto muestran:In this regard they show:
la figura 1, en forma esquemática, un ejemplo de un sistema según la invención; la figura 2, en forma esquemática, otro ejemplo en una representación en sección;Figure 1, schematically, an example of a system according to the invention; Figure 2, schematically, another example in a sectional representation;
la figura 3, una representación en sección con un elemento cobertor, que está fijado en una carcasa para un elemento intercambiador de calor; yFigure 3, a sectional representation with a cover element, which is fixed in a housing for a heat exchanger element; Y
la figura 4, una sección a través de la vista en planta de un ejemplo de un sistema según la invención con elementosFigure 4, a section through the plan view of an example of a system according to the invention with elements
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de conducción de corriente.of current conduction.
A este respecto, un elemento intercambiador de calor 1 de una espuma metálica formada por un acero de hierro- cromo resistente a la corrosión está dispuesto dentro de una carcasa 6. Entre la carcasa 6 y el elemento intercambiador de calor 1 está presente un aislamiento térmico 3.In this regard, a heat exchanger element 1 of a metallic foam formed by a corrosion-resistant iron-chrome steel is disposed within a housing 6. Between the housing 6 and the heat exchanger element 1 a thermal insulation is present 3.
La espuma metálica tiene una porosidad del 96% y un tamaño de poro medio de 650 pm. Su longitud, en la dirección del flujo del agua como fluido de control de temperatura, es varias veces, preferiblemente al menos tres veces mayor que su espesor en la dirección transversal a ella. La dirección del flujo está prevista por la admisión 4 y la evacuación 5. En la representación por encima del elemento intercambiador de calor 1 está dispuesto un elemento fotovoltaico (panel de células solares) como componente optoelectrónico 2, que se puede atemperar con el sistema mediante la refrigeración.The metallic foam has a porosity of 96% and an average pore size of 650 pm. Its length, in the direction of the water flow as a temperature control fluid, is several times, preferably at least three times greater than its thickness in the transverse direction to it. The flow direction is provided by the intake 4 and the evacuation 5. In the representation above the heat exchanger element 1 a photovoltaic element (solar cell panel) is arranged as an optoelectronic component 2, which can be tempered with the system by refrigeration
Por encima del componente fotovoltaico 2 está dispuesto un cristal 7 como cubierta ópticamente transparente y elemento protector.Above the photovoltaic component 2, a glass 7 is arranged as an optically transparent cover and protective element.
En el ejemplo mostrado también están presentes las cavidades 8, que están dispuestas y configuradas aquí directamente por debajo del elemento intercambiador de calor 1. En las cavidades 8 se pueden alojar distintos componentes y elementos, como sensores, actuadores, conexiones eléctricamente conductoras e integrarse directamente en el sistema. Pero las cavidades 8 también pueden estar dispuestas en otras posiciones. Así al menos una cavidad también puede estar dispuesta dentro del elemento intercambiador de calor 1 y aquí de nuevo un sensor o un actuador. Con un sensor se puede medir, por ejemplo, la temperatura. Con un actuador influenciable de forma activa se puede variar, por ejemplo, la resistencia al flujo para el fluido de control de temperatura y por consiguiente también influir de forma dirigida sobre el control de temperatura de forma regulada o controlada.Also shown in the example shown are the cavities 8, which are arranged and configured here directly below the heat exchanger element 1. In the cavities 8 different components and elements can be accommodated, such as sensors, actuators, electrically conductive connections and directly integrated in the system. But the cavities 8 can also be arranged in other positions. Thus at least one cavity can also be arranged inside the heat exchanger element 1 and here again a sensor or an actuator. With a sensor you can measure, for example, the temperature. With an active influenceable actuator, for example, the flow resistance for the temperature control fluid can be varied and therefore also influence the temperature control in a regulated or controlled manner.
Pero en el interior también puede estar prevista junto a los conductores eléctricos al menos una fibra óptica 9, con la que es posible el reconocimiento de daños, por ejemplo, por influencias mecánicas o térmicas.But inside, at least one optical fiber 9 can also be provided next to the electrical conductors, with which it is possible to recognize damage, for example, by mechanical or thermal influences.
En la figura 2 se muestra otro ejemplo de un sistema según la invención. A este respecto, un elemento intercambiador de calor 1 configurado igualmente como espuma metálica está dispuesto en una carcasa 6. Sobre la superficie del elemento intercambiador de calor 1 están dispuestos directamente elementos electrónicos u optoelectrónicos 2, de modo que estos están en contacto directo con el elemento intercambiador de calor 1.Another example of a system according to the invention is shown in Figure 2. In this regard, a heat exchanger element 1 also configured as a metallic foam is disposed in a housing 6. On the surface of the heat exchanger element 1, electronic or optoelectronic elements 2 are arranged directly, so that they are in direct contact with the heat exchanger element 1.
Esta unidad, que está formada con elementos electrónicos u optoelectrónicos 2 y el elemento intercambiador de calor 1, está sujeta en este ejemplo con elementos de fijación 14 en la carcasa 6. A este respecto, los elementos de fijación 14 están configurados de modo que se puede regular la orientación de esta unidad. Así se puede ajustar una orientación horizontal o regularse una inclinación angular deseada. Así se pueden orientar, por ejemplo, los componentes emisores de luz con un ángulo inclinado oblicuamente, de modo que la luz se puede irradiar con un ángulo correspondiente. Como elemento de fijación 14 se pueden usar, por ejemplo, excéntricas. Así puede estar presente un elemento de fijación 14 semejante y una unidad puede descansar por lo demás sobre al menos otros dos soportes rígidos o estar fijada en ellos de forma rígida. Pero también pueden estar presentes varios elementos de fijación 14, con los que es posible un ajuste o regulación del ángulo de inclinación, que están dispuestos distribuidos a lo largo del perímetro o el borde exterior.This unit, which is formed with electronic or optoelectronic elements 2 and the heat exchanger element 1, is fastened in this example with fixing elements 14 in the housing 6. In this respect, the fixing elements 14 are configured so that You can adjust the orientation of this unit. Thus a horizontal orientation can be adjusted or a desired angular inclination can be adjusted. Thus, for example, the light emitting components can be oriented at an oblique angle, so that the light can be irradiated at a corresponding angle. As an attachment element 14, for example, eccentrics can be used. Thus a similar fixing element 14 can be present and a unit can rest otherwise on at least two other rigid supports or be rigidly fixed therein. But several fasteners 14 may also be present, with which an adjustment or adjustment of the angle of inclination is possible, which are arranged distributed along the perimeter or the outer edge.
En el elemento intercambiador de calor 1 está fijado en este ejemplo un transformador 10, con el que se puede poner a disposición una tensión eléctrica apropiada para el funcionamiento de los elementos electrónicos u optoelectrónicos 2. Este transformador 10 se puede atemperar igualmente con el fluido de control de temperatura conducido a través del elemento intercambiador de calor 1. El fluido de control de temperatura entra a través de la admisión 4 y sale de nuevo a través de la evacuación 5 no representada aquí.In this heat exchanger element 1 a transformer 10 is fixed in this example, with which an appropriate electrical voltage can be made available for the operation of the electronic or optoelectronic elements 2. This transformer 10 can also be tempered with the flow fluid. temperature control conducted through the heat exchanger element 1. The temperature control fluid enters through the intake 4 and again exits through the evacuation 5 not shown here.
A través del elemento intercambiador de calor 1 se conduce desde su lado posterior un tubo como elemento de rigidización 11. Este elemento de rigidización 11 se puede someter a fuerzas de tracción y de este modo ayudar a evitar las deformaciones debido a presiones elevadas en el interior del elemento intercambiador de calor 1. A través del interior del elemento de rigidización 11 se pueden conducir, por ejemplo, conductores eléctricos del transformador 10 hasta los elementos electrónicos u optoelectrónicos 2.A tube as a stiffening element 11 is driven from its rear side 1 as a stiffening element 11. This stiffening element 11 can be subjected to tensile forces and thus help avoid deformations due to high internal pressures. of the heat exchanger element 1. Through the interior of the stiffening element 11, for example, electrical conductors of the transformer 10 can be driven to the electronic or optoelectronic elements 2.
La carcasa 6 con la unidad está cubierta y protegida desde arriba gracias a un cristal 7.The housing 6 with the unit is covered and protected from above thanks to a glass 7.
La figura 3 muestra una representación en sección con un elemento cobertor 13, que está fijado en una carcasa 6 para un elemento intercambiador de calor 1. En este ejemplo están presentes elementos de rigidización 11, que están conectados en un lado con la carcasa 6 y en el lado opuesto con un elemento cobertor 13 y se conducen a través del elemento intercambiador de calor 1. A este respecto, el elemento cobertor 13 está formado con al menos un componente electrónico u optoelectrónico 2. Descansa directamente sobre la superficie del elemento intercambiador de calor 1, de modo que se puede conseguir una conducción de calor casi sin trabas.Figure 3 shows a sectional representation with a cover element 13, which is fixed in a housing 6 for a heat exchanger element 1. In this example stiffening elements 11 are present, which are connected on one side with the housing 6 and on the opposite side with a cover element 13 and are conducted through the heat exchanger element 1. In this respect, the cover element 13 is formed with at least one electronic or optoelectronic component 2. It rests directly on the surface of the heat exchanger element. heat 1, so that almost unhindered heat conduction can be achieved.
En la figura 4 se muestra una representación en sección de una vista en planta a través de un ejemplo de unFigure 4 shows a sectional representation of a plan view through an example of a
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sistema según la invención. A este respecto, un elemento intercambiador de calor 1 está recibido en una carcasa 6 simétrica en rotación. El fluido de control de temperatura puede afluir a través de una admisión 4 en el elemento intercambiador de calor 1 y salir de nuevo a través de una evacuación 5. En el elemento intercambiador de calor 1 están recibidos en este ejemplo tres elementos de conducción de flujo 15.1 y 15.2. Éstos están dispuestos u orientados de modo que el fluido de control de temperatura debe recorrer un trayecto definido a través del elemento intercambiador de calor 1. A este respecto, la dirección del flujo se modifica varias veces. De este modo es posible todavía mejor conseguir una distribución de temperatura homogénea sin picos de temperatura (por ejemplo hot spots) en la región de un elemento cobertor 13 o la región en la que están dispuestos los componentes electrónicos u optoelectrónicos 2.system according to the invention. In this regard, a heat exchanger element 1 is received in a symmetrical housing 6 in rotation. The temperature control fluid can flow through an intake 4 in the heat exchanger element 1 and exit again through an evacuation 5. In this example heat flow element 1 is received in this example three flow conduction elements 15.1 and 15.2. These are arranged or oriented so that the temperature control fluid must travel a defined path through the heat exchanger element 1. In this respect, the flow direction is modified several times. In this way it is even better to achieve a homogeneous temperature distribution without temperature peaks (for example hot spots) in the region of a cover element 13 or the region in which the electronic or optoelectronic components 2 are arranged.
A este respecto es especialmente ventajoso que los elementos de conducción de flujo 15.1 y 15.2 no estén conducidos completamente a través de todo el elemento intercambiador de calor 1 desde un lado hasta el lado opuesto. Así se podría evitar un efecto de puente térmico en la dirección de los componentes electrónicos u optoelectrónicos 2, cuando los elementos de conducción de flujo 15.1 y 15.2 no presenten un contacto directo con un elemento cobertor 13 o un revestimiento estanco a fluidos o una región estanca a fluidos del elemento intercambiador de calor 1.In this regard it is especially advantageous that the flow conduit elements 15.1 and 15.2 are not completely conducted through the entire heat exchanger element 1 from one side to the opposite side. Thus, a thermal bridge effect in the direction of the electronic or optoelectronic components 2 could be avoided, when the flow conduction elements 15.1 and 15.2 do not have direct contact with a cover element 13 or a fluid-tight coating or a sealed region to fluids of the heat exchanger element 1.
Los elementos de conducción de flujo 15.1 o 15.2 pueden ser, por ejemplo, chapas u otros elementos en forma de placa. Estos pueden estar embebidos en una espuma metálica, lo que se puede conseguir ya durante la fabricación de la espuma metálica. A este respecto los elementos de conducción de flujo 15.1 y 15.2 se pueden espumar conjuntamente dentro de un útil de moldeo.The flow conduit elements 15.1 or 15.2 can be, for example, plates or other plate-shaped elements. These can be embedded in a metallic foam, which can be achieved already during the manufacture of the metallic foam. In this respect, the flow conduit elements 15.1 and 15.2 can be foamed together within a molding tool.
Los elementos de conducción de flujo 15.1 y 15.2 también se pueden introducir en ranuras abiertas de la espuma metálica que forma el elemento intercambiador de calor 1 o de un elemento intercambiador de calor 1 formado con cuerpos huecos. A este respecto, estas ranuras deberían estar abiertas al menos en un lado de la espuma metálica. Las ranuras pueden estar orientadas en paralelo a la dirección en la que está orientada la dirección orientada del lado, en el que están dispuestos los componentes electrónicos u optoelectrónicos 2, hasta el lado opuesto a este. A este respecto no deben estar configuradas de un lado hasta el lado opuesto correspondientemente, es decir, estar completamente guiadas a través del elemento intercambiador de calor 1.The flow conduction elements 15.1 and 15.2 can also be introduced into open slots of the metallic foam that forms the heat exchanger element 1 or a heat exchanger element 1 formed with hollow bodies. In this regard, these slots should be open at least on one side of the metal foam. The grooves can be oriented parallel to the direction in which the oriented direction of the side is oriented, in which the electronic or optoelectronic components 2 are arranged, to the opposite side to it. In this respect they must not be configured from one side to the correspondingly opposite side, that is, they must be completely guided through the heat exchanger element 1.
En el ejemplo mostrado, un elemento de conducción de flujo 15.1 configurado en forma de T con un nervio 15.3 está dispuesto entre la admisión 4 y la evacuación 5 dentro del elemento intercambiador de calor 1. El fluido de control de temperatura debe fluir alrededor de este elemento de conducción de flujo 15.1 en forma de T. Adicionalmente están dispuestos a este respecto otros elementos de conducción de flujo 15.2 configurados en forma de placa en el elemento intercambiador de calor 1, que influyen adicionalmente en la dirección del flujo. Estos también pueden estar abombados de forma cóncava o convexa al contrario de la representación, a fin de posibilitar una transición más suave de la dirección del flujo del fluido de control de temperatura en estas regiones. Una forma curvada o abombada también se puede seleccionar en el elemento de conducción de flujo 15.1 en forma de T. Esto es aplicable en particular a la viga transversal en la punta de la T.In the example shown, a flow conduit element 15.1 configured in a T-shape with a rib 15.3 is arranged between the intake 4 and the evacuation 5 within the heat exchanger element 1. The temperature control fluid must flow around it. flow conduit element 15.1 in the form of T. Additionally, other flow conduction elements 15.2 configured in the form of a plate in the heat exchanger element 1, which additionally influence the direction of the flow, are arranged in this respect. These may also be concave or convexly domed contrary to the representation, in order to allow a smoother transition of the flow direction of the temperature control fluid in these regions. A curved or domed shape can also be selected in the flow conduit element 15.1 in the form of T. This is particularly applicable to the transverse beam at the tip of the T.
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